DE4006416C2

DE4006416C2 -

Info

Publication number: DE4006416C2
Application number: DE4006416A
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Sugiura; Hiroyuki Nagaokakyo Kyoto Jp Takenaga
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-03-02
Filing date: 1990-03-01
Publication date: 1993-07-01
Also published as: GB2228810A; GB9004457D0; US5045732A; DE4006416A1; GB2228810B

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstärkerschaltungsanordnung mit Polygonkennlinie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Verstärkerschaltungsanordnung ist aus der JP-A-67 784/1984 bekannt. Anwendung finden solche Verstärkerschaltungsanordnungen beispielsweise zur Eingangssignalpegelkompression in Signalverarbeitungsschaltungen, die für Farbfernsehkameras oder dergleichen gedacht sind.The invention relates to an amplifier circuit arrangement with polygon characteristic according to the generic term of claim 1. Such an amplifier circuit arrangement is known from JP-A-67 784/1984. Such amplifier circuit arrangements are used for example for input signal level compression in Signal processing circuits for color television cameras or the like are intended.

Bevor der Stand der Technik nach der JP-A-67 784/1984 näher erläutert wird, sei zum besseren Verständnis der Erfindung auf die nachstehend beschriebene herkömmliche Verstärkerschaltungsanordnung verwiesen.Before the prior art according to JP-A-67 784/1984 is explained in more detail for better understanding of the Invention to the conventional described below Amplifier circuit arrangement referenced.

Fig. 1 ist ein Schaltbild einer herkömmlichen Verstärkerschaltungsanordnung mit Polygonkennlinie. Diese Schaltungsanordnung enthält Transistoren Q21 bis Q24 und Q26 bis Q28 sowie Widerstände R21 bis R26, R29 und R30. Q23 und R24, Q24 und R25 sowie Q27 und R26 bilden jeweils Stromquellen, die das Fließen eines konstanten Stroms gestatten, und zwar gemäß einer Stromquellen-Stromeinstellspannung Vb, die einem Eingangsanschluß 23 zugeführt wird. Zur Vereinfachung der Erläuterung sei angenommen, daß R24, R25 und R26 jeweils den gleichen Wert haben und daß durch Q23, Q24 und Q27 jeweils der gleiche Kollektorstrom I0 fließt. Die Schaltungsanordnung enthält ferner einen Eingangs anschluß 20 für ein Eingangssignal Vin, einen Eingangsanschluß 21 für ein Referenzsignal Vref, einen Eingangsanschluß 22 für eine Knickpunkteinstellspannung Va, den bereits genannten Eingangsanschluß 23 für die Stromquellen- Stromeinstellspannung Vb, einen Ausgangsanschluß 24 für ein Ausgangsignal Vout und Energieversorgungs möglichkeiten für eine Speisespannung Vcc und Masse GND. Fig. 1 is a circuit diagram of a conventional amplifier circuit arrangement with a polygon characteristic. This circuit arrangement contains transistors Q21 to Q24 and Q26 to Q28 and resistors R21 to R26, R29 and R30. Q23 and R24, Q24 and R25, and Q27 and R26 each form current sources that allow a constant current to flow according to a current source current setting voltage Vb that is supplied to an input terminal 23 . To simplify the explanation, it is assumed that R24, R25 and R26 each have the same value and that the same collector current I0 flows through Q23, Q24 and Q27. The circuit arrangement also includes an input terminal 20 for an input signal Vin, an input terminal 21 for a reference signal Vref, an input terminal 22 for a break point setting voltage Va, the aforementioned input terminal 23 for the current source current setting voltage Vb, an output terminal 24 for an output signal Vout and power supply Possibilities for a supply voltage Vcc and ground GND.

Im folgenden soll die Betriebsweise dieser herkömmlichen Verstärkerschaltungsanordnung erläutert werden.The following is the operation of this conventional Amplifier circuitry will be explained.

Dazu sei zunächst unterstellt, daß die Kollektorspannung VCQ22 der Bedingung VCQ22<Va genügt. First of all, assume that the collector voltage VCQ22 satisfies the condition VCQ22 <Va.

In diesem Fall arbeitet Q26 als Emitterfolger. Bezeichnet man die Basis-Emitter-Spannung von Q26 mit VBEQ26, ist die Basisspannung VBQ28 von Q28 gegeben durch die folgende Gleichung:In this case, Q26 works as an emitter follower. The base-emitter voltage of Q26 is referred to as VBEQ26, the base voltage VBQ28 is given by Q28 by the following equation:

VBQ28 = Va - VBEQ26 (1)VBQ28 = Va - VBEQ26 (1)

Die Emitterspannung VEQ28 von Q28 genügt der folgenden Bedingung:The emitter voltage VEQ28 of Q28 satisfies the following Condition:

VEQ28 < VCQ22 (2)VEQ28 <VCQ22 (2)

Die Basis-Emitter-Spannung VBEQ28 von Q28 ist daher klein, und zwar wegen VCQ22 < Va und unter Berücksichtigung der obigen Beziehungen (1) und (2). Q28 ist daher abgeschaltet oder gesperrt, und das Ausgangssignal Vout ist gegeben durch:The base-emitter voltage VBEQ28 of Q28 is therefore small, because of VCQ22 <Va and taking into account the relations (1) and (2) above. Q28 is therefore switched off or blocked, and the output signal Vout is given by:

Jetzt sei unterstellt, daß VCQ22 <Va ist.Now assume that VCQ22 <Va.

In diesem Fall arbeitet Q28 als Emitterfolger. Das Ausgangssignal Vout ist dann gegeben durch:In this case, Q28 works as an emitter follower. The The output signal Vout is then given by:

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die die Arbeitskennlinie der herkömmlichen Verstärkerschaltungsanordnung zeigt. Der Gradient G im Bereich VCQ22 <Va, d. h. im Bereich Fig. 2 is a graph showing the operating characteristic of the conventional amplifier circuit arrangement. The gradient G in the range VCQ22 <Va, ie in the range

ist gegeben durch:is given by:

Der Gradient G der Arbeitskennlinie im Bereich VCQ22 <Va, d. h. im BereichThe gradient G of the working characteristic in Area VCQ22 <Va, i.e. H. in the area

ist gegeben durch:is given by:

Die herkömmliche Verstärkerschaltungsanordnung wird hauptsächlich realisiert in Form einer monolithisch integrierten Schaltung, und die Knickpunkteinstellspannung Va wird dadurch gewonnen, daß die Speisespannung Vcc unter Verwendung von Widerständen R29 und R30, die außerhalb der integrierten Schaltung vorgesehen sind, einer Spannungsteilung unterzogen wird. Die Referenzspannung Vref ist ein Referenzpegel für das Eingangssignal. Ist das Eingangssignal ein Videosignal, wird der Schwarzwert oder Schwarzpegel auf Vref geklemmt.The conventional amplifier circuit arrangement is mainly realized in the form of a monolithically integrated circuit, and the break point setting voltage Va is obtained that the supply voltage Vcc using resistors R29 and R30 that are outside the integrated Circuit are provided, subjected to a voltage division becomes. The reference voltage Vref is a reference level for the input signal. Is the input signal on Video signal, the black level or black level is on Vref clamped.

Vcc-I0·R22 ist der Referenzpegel für das Ausgangssignal Vout.Vcc-I0 · R22 is the reference level for the output signal Vout.

Wenn bei der herkömmlichen Verstärkerschaltungsanordnung mit dem oben beschriebenen Aufbau die Kennwerte von R22, Q24 und R25 Änderungen erfahren oder schwanken, schwankt der mittels R29 und R30 eingestellte Knickpunkt bezüglich des Referenzpegels Vref für das Eingangssignal oder bezüglich des Referenzpegels Vcc-I0·R22 für das Ausgangssignal Vout. If in the conventional amplifier circuit arrangement with the Structure described above, the characteristics of R22, Q24 and R25 experiences changes or fluctuates, fluctuates by means of R29 and R30 set break point with respect to the Reference level Vref for the input signal or with respect of the reference level Vcc-I0 · R22 for the output signal Vout.

Aus der JP-A-67 784/1984 ist eine Gammakorrekturschaltung bekannt, bei der der oder die Knickpunkte der Polygonkennlinie in ähnlicher Weise wie bei der oben beschriebenen herkömmlichen Verstärkerschaltungsanordnung eingestellt werden. Es treten daher vergleichbare Nachteile auf. Eine einen Knickpunkt der Polygonkennlinie festlegende Knickpunkteinstellspannung wird mit der Ausgangsspannung der Verstärkerschaltungsanordnung verglichen. Die Größe der Ausgangsspannung hängt jedoch von einer Reihe von in der Verstärkerschaltungsanordnung verwendeten Bauelementen ab, deren Parameter hinreichend stabil und genau sein müssen, wenn es nicht zu Ungenauigkeiten und/oder Schwankungen des Knickpunkts bezüglich der Eingangsspannung kommen soll.From JP-A-67 784/1984 is a gamma correction circuit known at which the or the breakpoints of the Polygon characteristic in a similar way to that of the above described conventional amplifier circuit arrangement can be set. Comparable therefore occur Disadvantages. One a break point of the polygon characteristic Defining break point setting voltage becomes with the output voltage compared to the amplifier circuit arrangement. However, the size of the output voltage depends on one Series of used in the amplifier circuitry Components whose parameters are sufficiently stable and must be accurate if there are not inaccuracies and / or fluctuations in the break point with respect to the input voltage should come.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verstärkerschaltungsanordnung mit Polygonkennlinie der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß Schwankungen und Ungenauigkeiten des Knickpunkts der Polygonkennlinie möglichst gering sind.The object of the invention is an amplifier circuit arrangement with polygon characteristic of the generic type Kind in such a way that fluctuations and inaccuracies the kink of the polygon characteristic if possible are low.

Diese Aufgabe wird durch die Verstärkerschaltungsanordnung mit Polygonkennlinie gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Die prinzipielle Lösung besteht darin, daß die Eingangsspannung und die Knickpunkteinstellspannung direkt miteinander verglichen werden.This task is accomplished by the amplifier circuitry with polygon characteristic according to claim 1 solved. The basic solution is that the Input voltage and the break point setting voltage directly be compared with each other.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß beim Auftreten von Toleranzen oder Schwankungen in den Kennwerten der Schaltungsbauteile und auch in einer Stromeinstellspannung für möglicherweise in der Schaltungsanordnung verwendete Stromquellen die sonst damit einhergehenden Schwankungen im Knickpunkt der Arbeitskennlinie vermindert werden.The invention has the advantage that when it occurs of tolerances or fluctuations in the characteristic values of the Circuit components and also in a current setting voltage for possibly used in the circuit arrangement Power sources the fluctuations that are otherwise associated with them be reduced at the break point of the working characteristic.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben.An advantageous development of the invention is in Claim 2 specified.

Nachstehend soll die Erfindung an Hand von Zeichnungen beispielshalber erläutert werden. Es zeigtThe following is intended to illustrate the invention with reference to Drawings are explained by way of example. It shows

Fig. 1 ein Schaltbild einer herkömmlichen Verstärkerschaltungsanordnung mit Polygonkennlinie, Fig. 1 is a circuit diagram of a conventional amplifier circuit configuration with polygon curve,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Arbeitskennlinie der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, Fig. 2 is a graph showing the operation characteristic of the circuit of Fig. 1,

Fig. 3 ein Schaltbild einer Verstärkerschaltungsanordnung mit Polygonkennlinie, bei der es sich um ein Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt, Fig. 3 is a circuit diagram of an amplifier circuit arrangement having a polygon curve, wherein it is an embodiment of the invention,

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Arbeitskennlinie der Schaltungsanordnung nach Fig. 3, Fig. 4 is a graph showing the operation characteristic of the circuit of Fig. 3,

Fig. 5 ein Schaltbild einer Verstärkerschaltungsanordnung mit Polygonkennlinie, bei der es sich um ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt, und Fig. 5 is a circuit diagram of an amplifier circuit arrangement having a polygon curve, it is in a further embodiment of the invention, and

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Arbeitskennlinie der Schaltungsanordnung nach Fig. 5. Fig. 6 is a graph showing the operation characteristic of the circuit of Fig. 5.

Der Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, wurde bereits an Hand von Fig. 1 und 2 dargelegt. Es folgt eine detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 6.The prior art from which the invention is based has already been explained with reference to FIGS. 1 and 2. The following is a detailed description of preferred exemplary embodiments of the invention with reference to FIGS. 3 to 6.

Fig. 3 zeigt das Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die dargestellte Schaltung enthält Transistoren Q1 bis Q19 sowie Widerstände R1 bis R15, Q3 und R9, Q4 und R10, Q7 und R11, Q10 und R12, Q15 und R13, Q17 und R14 sowie Q19 und R15 bilden jeweils Stromquellen, die gemäß der Stromquellen-Stromeinstellspannung Vb am Eingangsanschluß 23 das Fließen eines konstanten Stroms zulassen. Der Einfachheit halber sei hier angenommen, daß R9, R10, R11, R12, R13, R14 und R15 jeweils den gleichen Wert haben und daß durch Q3, Q4, Q7, Q10, Q15, Q17 und Q19 jeweils ein gleich großer Kollektorstrom I0 fließt. Fig. 3 shows the circuit diagram of a preferred embodiment of the invention. The circuit shown contains transistors Q1 to Q19 and resistors R1 to R15, Q3 and R9, Q4 and R10, Q7 and R11, Q10 and R12, Q15 and R13, Q17 and R14 as well as Q19 and R15 each form current sources which according to the current source Current setting voltage Vb at the input terminal 23 allow a constant current to flow. For the sake of simplicity it is assumed here that R9, R10, R11, R12, R13, R14 and R15 each have the same value and that an equally large collector current I0 flows through Q3, Q4, Q7, Q10, Q15, Q17 and Q19.

Q12 und R4 bilden ebenfalls eine Stromquelle, und der Strom dieser Stromquelle wird bestimmt durch eine Spannung Vc, die der Basis von Q12 zugeführt wird.Q12 and R4 also form a current source, and the current of this current source is determined by a Voltage Vc supplied to the base of Q12.

Q5 und R2 sowie Q6 und R3 bilden eine Stromspiegelschaltung, so daß der Kollektorstrom I1 von Q5 und der Kollektorstrom I2 von Q6 durch die folgende Gleichung gegeben sind:Q5 and R2 as well as Q6 and R3 form a current mirror circuit, so that the collector current I1 from Q5 and the Collector current I2 from Q6 by the following equation given are:

Somit ist I1 = I2 ein erster Strom, der (Vin - Vref) proportional ist. Thus I1 = I2 is a first current that (Vin - Vref) is proportional.

Q8 und Q9 bilden eine Kapp- oder Klippschaltung, die von einem Paar Transistoren mit identischen Kennwerten oder Eigenschaften Gebrauch macht. Die Eingangssignalspannung Vin und die Knickpunkteinstellspannung Va werden direkt miteinander verglichen, und an der gemeinsamen Emitterverbindung A von Q8 und Q9 tritt eine Spannung auf, die der höheren der beiden miteinander verglichenen Spannungen entspricht minus der Basis-Emitterspannung von Q8 bzw. Q9 (etwa 0,6 Volt im Falle von Siliciumtransistoren). Q11 arbeitet als Emitterfolger, dessen Ausgangsspannung um die Basis-Emitter-Spannung (etwa 0,6 Volt) höher als die der Basis zugeführte Eingangsspannung ist.Q8 and Q9 form a clipping or clip circuit, that of a pair of transistors with identical characteristics or uses properties. The input signal voltage Vin and the break point setting voltage Va are compared directly with each other, and at the common Emitter connection A of Q8 and Q9 occurs Tension on that of the higher of the two with each other compared voltages corresponds to minus the base-emitter voltage of Q8 or Q9 (about 0.6 volts in the case of silicon transistors). Q11 works as an emitter follower, its output voltage around the base-emitter voltage (about 0.6 volts) higher than that supplied to the base Input voltage is.

Zunächst sei der Fall betrachtet, bei dem Vin < Va ist.First consider the case where Vin <Va is.

Da die Basis-Emitter-Spannungen von Q9 und Q11 annähernd einander gleich sind, tritt am Emitter von Q11 die Spannung Va auf.Because the base-emitter voltages of Q9 and Q11 are approximately the same at the emitter of Q11 the voltage Va on.

Als nächstes soll der Fall betrachtet werden, bei dem Vin < Va ist.Next, consider the case at which is Vin <Va.

Da die Basis-Emitter-Spannungen von Q8 und Q11 annähernd einander gleich sind, tritt Vin am Emitter von Q11 als Ausgangsspannung auf.Because the base-emitter voltages of Q8 and Q11 are approximately equal to each other, Vin occurs at the emitter of Q11 as the output voltage.

Q14 und R6 sowie Q18 und R7 bilden eine zweite Stromspiegelschaltung, so daß der Kollektorstrom I3 von Q14 und der Kollektorstrom I4 von Q18 gegeben sind durch:Q14 and R6 as well as Q18 and R7 form a second Current mirror circuit so that the collector current I3 from Q14 and the collector current I4 of Q18 are given by:

I3 = I4 = I0 (6)I3 = I4 = I0 (6)

Wenn Vin <Va, und die Basisspannung von Q13 gleich Va ist sowie die Basisspannung von Q16 gleich Vin ist, so gilt: If Vin <Va, and the base voltage of Q13 equals Va and the base voltage of Q16 is Vin, the following applies:

Somit sind I3 und I4 ein zweiter Strom, der der Differenz zwischen der Eingangsspannung Vin und der Knickpunkteinstellspannung Va proportional ist.Thus I3 and I4 are a second current, the difference between the input voltage Vin and the break point setting voltage Va is proportional.

Bezeichnet man den durch R8 fließenden Strom mit I5, dann gilt:If I designate the current flowing through R8 as I5, then:

Vout = Vref + I5 · R8 (8)Vout = Vref + I5R8 (8)

Wenn Vin < Va:If Vin <Va:

so daßso that

Wenn Vin < Va:If Vin <Va:

Somit ist die Ausgangsspannung Vout proportional zur Summe aus dem ersten Strom I2 und dem zweiten Strom I4.Thus the output voltage Vout is proportional to Sum of the first current I2 and the second current I4.

Die Knickpunkteinstellspannung Va erhält man dadurch, daß die Differenz zwischen Vref und der Speisespannung Vcc mit Hilfe der Widerstände R16 und R17 einer Spannungsteilung unterzogen wird. Dies bedeutet:The break point setting voltage Va is obtained by that the difference between Vref and the supply voltage Vcc using resistors R16 and R17 one Voltage division is subjected. This means:

Mit der oben beschriebenen Arbeitsweise erhält man für das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel eine Arbeitskennlinie, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Der Knickpunkt BP der Arbeitskennlinie tritt in Vout bei einer Stelle auf, bei der Vin=Va, so daß man die Gleichung (9) wie folgt schreiben kann:With the method of operation described above, a working characteristic curve as shown in FIG. 4 is obtained for the exemplary embodiment shown in FIG. 3. The break point BP of the working characteristic occurs in Vout at a point where Vin = Va, so that equation (9) can be written as follows:

Der Gradient G der Arbeitskennlinie im Bereich von Vin <Va ist somit:The gradient G of the working characteristic in the area of Vin <Va is:

Der Gradient G der Arbeitskennlinie im Bereich von Vin < Va ist somit:The gradient G of the working characteristic in the area of Vin <Va is:

Der Knickpunkt BP wird bestimmt durch die Knickpunkteinstellspannung Va, und der Wert der Ausgangsspannung Vout beim Knickpunkt BP wird bestimmt durch Vref, Va, R1 und R8, so daß Schwankungen im Knickpunkt BP kleiner als beim Stand der Technik sind.The break point BP is determined by the break point setting voltage Va, and the value of the output voltage Vout at the break point BP is determined by Vref, Va, R1 and R8, so that fluctuations in the break point BP are smaller than in State of the art.

Da die Knickpunkteinstellspannung Va durch Spannungsteilung der Referenzspannung Vref und der Speisespannung Vcc gewonnen wird, erreicht man einen weiteren Vorteil. Bei der Schaltung nach Fig. 3 kann man nämlich Vref auf einen Wert setzen, der sehr dicht bei Va liegt. Dadurch wird eine Schwankung im Knickpunkt BP infolge von Veränderung der Werte für R29 und R30 vermindert. Ferner wird die Ausgangsspannung Vout dadurch erhalten, daß die Referenzspannung Vref als Referenz verwendet wird, so daß die Referenzspannung für die Ausgangsspannung die gleiche ist wie die Referenzspannung für das Eingangssignal, und eine Kopplung oder Verbindung mit der Schaltung der nachfolgenden Stufe ist leichter. Since the break point setting voltage Va is obtained by voltage division of the reference voltage Vref and the supply voltage Vcc, a further advantage is achieved. In the circuit of Fig. 3 can namely Vref set to a value that is very close to Va. This reduces a fluctuation in the break point BP due to a change in the values for R29 and R30. Furthermore, the output voltage Vout is obtained by using the reference voltage Vref as a reference so that the reference voltage for the output voltage is the same as the reference voltage for the input signal, and coupling or connection with the circuit of the subsequent stage is easier.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein einziger Knickpunkt BP vorgesehen. Es können aber mehr als ein Knickpunkt vorhanden sein.In the above embodiment of the invention a single break point BP is provided. It can but there is more than one break point.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel werden I2 und I4 addiert. Es kann aber auch der Fall eintreten, daß man zwischen I2 und I4 eine Subtraktion ausführen muß, insbesondere wenn die Polaritäten des Eingangssignals des Differenzenverstärkers infolge von Q13 und Q16 vertauscht sind.In the above embodiment, I2 and I4 added. But it can also happen that one must perform a subtraction between I2 and I4, especially if the polarities of the input signal of the Difference amplifier swapped due to Q13 and Q16 are.

Wie oben erläutert, werden bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Eingangssignal Vin und die Knickpunkteinstellspannung Va direkt miteinander verglichen, um die Vieleck- oder Polygonkennlinie zu bestimmen. Durch diesen Vergleich wird es ermöglicht, eine Polygonkennlinie zu erhalten, bei der Schwankungen des Knickpunkts vermindert sind.As explained above, in the embodiment of the invention, the input signal Vin and the break point setting voltage Va compared directly with each other, to determine the polygon or polygon characteristic. By this comparison enables a polygon characteristic to get at the fluctuations of the break point are reduced.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand von Fig. 5 erläutert.Another embodiment of the invention is explained with reference to FIG. 5.

Die in Fig. 5 dargestellte Schaltung enthält Transistoren Q101 bis Q128 sowie Widerstände R101 bis R121. Q101 und R101, Q102 und R102, Q103 und R103, Q104 und R104, Q105 und R105, Q106 und R106, Q107 und R107 sowie Q108 und R108 bilden jeweils eine Stromquelle, die gemäß der Stromquellen-Stromeinstellspannung Vb an einem Eingangsanschluß 101 das Fließen eines konstanten Stroms zuläßt. Zur Vereinfachung der Erläuterung wird unterstellt, daß R101, R102, R103, R104, R105, R106, R107 und R108 jeweils den gleichen Wert haben und daß durch die Transistoren Q101 bis Q108 jeweils der gleiche Kollektorstrom I0 fließt. The circuit shown in FIG. 5 contains transistors Q101 to Q128 and resistors R101 to R121. Q101 and R101, Q102 and R102, Q103 and R103, Q104 and R104, Q105 and R105, Q106 and R106, Q107 and R107 as well as Q108 and R108 each form a current source which, according to the current source current setting voltage Vb, flows at an input terminal 101 constant current. To simplify the explanation, it is assumed that R101, R102, R103, R104, R105, R106, R107 and R108 each have the same value and that the same collector current I0 flows through the transistors Q101 to Q108.

Q109 und R109 sowie Q110 und R110 bilden jeweils Stromquellen, deren Stromwerte gemäß einer Stromquellen-Stromeinstellspannung Vc bestimmt sind.Q109 and R109 as well as Q110 and R110 form respectively Current sources whose current values according to a current source current setting voltage Vc are determined.

Q125 und R125 sowie Q126 und R126 bilden eine erste Stromspiegelschaltung, und der Kollektorstrom I1 von Q125 und der Kollektorstrom I2 von Q126 sind gegeben durch:Q125 and R125 as well as Q126 and R126 form a first Current mirror circuit, and the collector current I1 from Q125 and the collector current I2 from Q126 are given by:

Somit bilden I1 = I2 einen ersten Strom, der (Vref - Vin) proportional ist.Thus I1 = I2 form a first current, which (Vref - Vin) is proportional.

Q111 und Q112 bilden eine erste Kapp- oder Klippschaltung 51, in der ein Paar Transistoren mit identischen Kennwerten oder Eigenschaften verwendet wird. Die Eingangssignalspannung Vin und die Knickpunkteinstellspannung V1 werden direkt miteinander verglichen, und am Ausgang einer gemeinsamen Emitterverbindung A von Q111 und Q112 tritt eine Spannung auf, die gleich dem Wert der kleineren der beiden miteinander verglichenen Spannungen plus der Basis-Emitter-Spannung von Q111 bzw. Q112 (etwa 0,6 Volt im Falle von Siliciumtransistoren) ist.Q111 and Q112 form a first clipping or clip circuit 51 , in which a pair of transistors with identical characteristics or properties is used. The input signal voltage Vin and the break point setting voltage V1 are compared directly with one another, and a voltage occurs at the output of a common emitter connection A of Q111 and Q112, which is equal to the value of the smaller of the two voltages compared with one another plus the base-emitter voltage of Q111 and Q112 (about 0.6 volts in the case of silicon transistors).

Q113 arbeitet als Emitterfolger, dessen am Emitter auftretende Ausgangsspannung gleich seiner an der Basis liegenden Eingangsspannung minus seiner Basis-Emitter-Spannung (etwa 0,6 Volt) ist.Q113 works as an emitter follower, its on the emitter output voltage occurring equal to that at the base lying input voltage minus its base-emitter voltage (about 0.6 volts).

Die Arbeitsweise von Q111, Q112 und Q113 soll für den Fall von Vin < V1 und für den Fall von Vin < V1 nachstehend beschrieben werden.The operation of Q111, Q112 and Q113 is intended for the case of Vin <V1 and for the case of Vin <V1 below to be discribed.

(1) Vin <V1:

Die Basis-Emitter-Spannungen von Q112 und Q113 können als gleich angenommen werden, so daß V1 am Emitter von Q113 auftritt. The base-emitter voltages of Q112 and Q113 can be assumed to be the same, so that V1 on the emitter of Q113 occurs.

(2) Vin <V1:

Die Basis-Emitter-Spannungen von Q111 und Q113 können als gleich angenommen werden, so daß Vin am Emitter von Q113 auftritt.The base-emitter voltages of Q111 and Q113 can be assumed to be the same, so that Vin am Emitter of Q113 occurs.

Q117 und Q118 bilden eine zweite Kapp- oder Klippschaltung, die von einem Paar Transistoren Gebrauch macht, die gleiche Kennwerte oder Eigenschaften haben. Die Eingangssignalspannung Vin und eine zweite Knickpunkteinstellspannung V2 (V1 < V2) werden direkt miteinander verglichen, und am gemeinsamen Emitterverbindungspunkt B tritt eine Spannung auf, die gleich der höheren der beiden miteinander zu vergleichenden Spannungen minus der Basis-Emitter-Spannung von Q117 bzw. Q118 ist.Q117 and Q118 form a second clipping or clip circuit, which makes use of a pair of transistors, have the same characteristic values or properties. The input signal voltage Vin and a second break point adjustment voltage V2 (V1 <V2) are directly with each other compared, and at the common emitter junction B occurs a voltage equal to the higher one minus the two voltages to be compared the base-emitter voltage of Q117 or Q118.

Q119 arbeitet als Emitterfolger, an dessen Emitter eine Spannung auftritt, die gleich der Eingangsspannung an der Basis plus der Basis-Emitter-Spannung von Q119 ist.Q119 works as an emitter follower on its emitter a voltage occurs that is equal to the input voltage the base plus the base-emitter voltage of Q119.

Die Betriebsweise von Q117, Q118 und Q119 wird für den Fall Vin < V2 und für den Fall Vin < V2 nachstehend beschrieben.The operation of Q117, Q118 and Q119 is for the case Vin <V2 and for the case Vin <V2 below described.

(1) Vin <V2:

Die Basis-Emitter-Spannungen von Q118 und Q119 können als annähernd gleich angenommen werden, so daß am Emitter von Q119 die Spannung V2 ausgegeben wird.The base-emitter voltages of Q118 and Q119 can be assumed to be approximately the same, so that at the emitter the voltage V2 is output from Q119.

(2) Vin <V2:

Die Basis-Emitter-Spannungen von Q117 und Q119 können als annähernd gleich angenommen werden, so daß am Emitter von Q119 die Spannung Vin als Ausgangsspannung auftritt. The base-emitter voltages of Q117 and Q119 can be assumed to be approximately the same, so that at the emitter from Q119 the voltage Vin occurs as the output voltage.

Q116 und R112 sowie Q122 und R113 bilden eine zweite Stromspiegelschaltung, so daß der Kollektorstrom von Q116, d. h. die Summe von I3+I4, also des zweiten Stroms I3, der durch den Kollektor von Q114 fließt, und des dritten Stroms I4, der durch den Kollektor von Q121 fließt, sowie der Strom I5, der durch den Kollektor von Q122 fließt, wie folgt von den Beziehungen zwischen Vin, V1 und V2 abhängen:Q116 and R112 as well as Q122 and R113 form a second Current mirror circuit so that the collector current from Q116, d. H. the sum of I3 + I4, i.e. the second current I3, which flows through the collector of Q114 and the third Current I4 flowing through the collector of Q121 as well the current I5 flowing through the collector of Q122 as depends on the relationships between Vin, V1 and V2:

(1) V1 <Vin <V2

Die Basisspannung von Q114 und die Basisspannung von Q115 sind beide gleich V1 und sind gleich zueinander, so daß:
I3 = I0.The base voltage of Q114 and the base voltage of Q115 are both equal to V1 and are equal to each other, so that:
I3 = I0.

Die Basisspannung von Q120 und die Basisspannung von Q121 sind beide gleich V2 und sind gleich zueinander, so daß:
I4 = I0.The base voltage of Q120 and the base voltage of Q121 are both equal to V2 and are equal to each other, so that:
I4 = I0.

Daraus folgt:
I5 = 2 I0.It follows:
I5 = 2 I0.

(2) Vin <V1

Die Basisspannung von Q114 ist gleich V1, und die Basisspannung von Q115 ist gleich Vin, so daß:The base voltage of Q114 is equal to V1, and that Base voltage of Q115 is equal to Vin, so that:

Die Basisspannung von Q120 und die Basisspannung von Q121 sind beide einander gleich, und zwar gleich V2, so daß:
I4 = I0.The base voltage of Q120 and the base voltage of Q121 are both equal to each other, namely V2, so that:
I4 = I0.

Damit gilt:The following applies:

(3) Vin <V2

Die Basisspannung von Q114 und die Basisspannung von Q114 sind beide gleich, und zwar gleich V1, so daß:
I3 = I0. The base voltage of Q114 and the base voltage of Q114 are both the same, namely V1, so that:
I3 = I0.

Die Basisspannung von Q120 ist gleich V2, und die Basisspannung von Q121 ist gleich Vin, so daß:The base voltage of Q120 is V2, and the base voltage of Q121 is equal to Vin, so that:

Damit gilt:The following applies:

Bezeichnet man den durch R116 fließenden Strom mit I6, dann gilt, weil Q127 und Q128 eine Stromspiegelschaltung bilden:If I designate the current flowing through R116 as I6, then because Q127 and Q128 is a current mirror circuit form:

I6 = I2 + I5I6 = I2 + I5

Die Ausgangssignalspannung Vout, die an einem Ausgangsanschluß 107 auftritt, ist gegeben durch:The output signal voltage Vout that occurs at an output terminal 107 is given by:

Vout = Vcc - R118 · I6.Vout = Vcc - R118I6.

Die Ausgangssignalspannung Vout kann daher wie folgt angegeben werden:The output signal voltage Vout can therefore be as follows be specified:

(1) V1 < Vin < V2 (1) V1 <Vin <V2

(2) Vin < V1 (2) Vin <V1

(3) Vin < V2 (3) Vin <V2

Die erste Knickpunkteinstellspannung V1 und die zweite Knickpunkteinstellspannung V2 werden dadurch gewonnen, daß die Differenz zwischen Vref und Vcc unter Verwendung der Widerstände R119, R120 und R121 spannungsgeteilt wird. Dies bedeutet im einzelnen:The first break point setting voltage V1 and the second break point setting voltage V2 are obtained, that the difference between Vref and Vcc under Use of resistors R119, R120 and R121 divided in voltage becomes. This means in particular:

Unter Bezugnahme auf die oben beschriebene Arbeitsweise hat die Arbeitskennlinie des Ausführungsbeispiels nach Fig. 5 den in Fig. 6 dargestellten Verlauf.With reference to the mode of operation described above, the working characteristic of the exemplary embodiment according to FIG. 5 has the course shown in FIG. 6.

Der Gradient G der Arbeitskennlinie für den Fall Vin<V2 ist gleich:The gradient G of the working characteristic for the case Vin <V2 is the same:

Der Gradient G der Arbeitskennlinie für den Fall V1<Vin<V2 ist gleich:The gradient G of the working characteristic for the case V1 <Vin <V2 is the same:

Der Gradient G der Arbeitskennlinie für das Fall V2<Vin ist gleich:The gradient G of the working characteristic for the case V2 <Vin is the same:

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung erhält man somit die Position der Knickpunkte BP in bezug auf die Eingangssignalspannung Vin durch direkten Vergleich zwischen Vin und V1 bzw. V2. Selbst wenn daher die Stromquellen-Stromeinstellspannung Vb schwankt, ist die Veränderung im Knickpunkt herabgesetzt.In this embodiment of the invention the position of the break points BP in with respect to the input signal voltage Vin by direct Comparison between Vin and V1 or V2. Even if therefore the current source current setting voltage Vb fluctuates the change in the break point is reduced.

Der Abschnitt im Bereich V1<Vin<V2, der den Hauptabschnitt des Videosignals bildet, und der Abschnitt im Bereich Vin<V1 und der Abschnitt im Bereich Vin<V2 werden durch separate Schaltungen verarbeitet, so daß die Stromwerte unabhängig voneinander bestimmt werden können, um Frequenzkennlinien, den dynamischen Bereich und dergleichen bereitzustellen.The section in the range V1 <Vin <V2 that the Main section of the video signal forms, and the section in the area Vin <V1 and the section in the area Vin <V2 are processed by separate circuits so that the Current values can be determined independently of one another, around frequency characteristics, the dynamic range and the like to provide.

Da die Differenz zwischen der Referenzspannung Vref und der Speisespannung Vcc spannungsgeteilt wird, um die Knickpunkteinstellspannungen V1 und V2 zu gewinnen, ändern sich V1 und V2 aufgrund von Schwankungen in Vref, so daß nachteilige Auswirkungen aufgrund von Schwankungen in Vref vermieden werden, obgleich diese Maßnahme nicht unabdingbar ist.Since the difference between the reference voltage Vref and the supply voltage Vcc is voltage divided to to obtain the break point setting voltages V1 and V2, V1 and V2 change due to fluctuations in Vref, so that adverse effects due to fluctuations be avoided in Vref, although this measure is not is essential.

Bei dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwei Knickpunkte BP vorgesehen. Die Anzahl dieser Punkte kann allerdings auch mehr als zwei sein.In the last described embodiment two breakpoints BP are provided. The number however, these points can be more than two.

Bei dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Eingangssignalspannung und eine Vielzahl von Knickpunkteinstellspannungen direkt miteinander verglichen, um den Polygonzug oder die Polygonkennlinie zu erhalten. Bei der so ausgebildeten Schaltung sind Schwankungen im Knickpunkt in bezug auf den Referenzpegel reduziert.In the last described embodiment be the input signal voltage and a variety of Comparison of break point setting voltages directly, around the polyline or the polygon characteristic receive. With the circuit designed in this way are fluctuations in the break point in relation reduced to the reference level.

Claims

1. An amplifier circuit arrangement with a polygon characteristic having a first circuit (Q1, Q2, R1; Q123, Q124, R115), to which the input voltage (Vin) and a reference voltage (Vref) are supplied and which supplies a first current which is the difference between input and reference voltage is proportional, characterized by a second circuit (Q8, Q9; Q117, Q118), to which the input voltage (Vin) and a first break point of the polygon characteristic curve defining first break point setting voltage (Va; V2) are supplied, these two voltages compares with one another and provides the higher of these two voltages as the output voltage, a third circuit (Q13, Q16, R5; Q120, Q121, R114), to which the output voltage of the second circuit and the first breakpoint setting voltage (Va; V2) are supplied, and the second Supplies current, which is proportional to the difference between the two voltages supplied to it, and a fourth circuit (Q6, Q18, R8; Q127, Q128, R118) to the D performing an addition or subtraction of the first and second currents and at the output of which a voltage occurs which is proportional to the sum or the difference of the currents.

2. amplifier circuit arrangement according to claim 1, marked by a fifth circuit (Q111, Q112) of the input voltage (Vin) and a second break point of the polygon characteristic defining second break point setting voltage (V1) are supplied with these two voltages compares each other and the lower of these two Provides voltages as output voltage, a sixth Circuit (Q114, Q115, R111) of the output voltage the fifth circuit, the second break point setting voltage (V1) are supplied and the third current provides the difference between the two fed to it Voltages is proportional, and a seventh circuit (Q116, Q122) for performing an addition of the subtraction of the second and third stream before addition or subtraction with the first stream through the fourth Circuit.